轮胎转速及近场噪声测量装置

摘要

一种轮胎转速及近场噪声测量装置，包括关节轴承、车身固定板、连接杆件、固定盘、轮轴固定套筒、轴承、连接轴、传声器固定结构件，关节轴承焊接在车身固定板上，车身固定板固定在车身上，连接杆件上部的圆管穿过关节轴承的圆孔，下部的连接板固定到轴承上，固定盘一方面通过螺栓固定在轮轴固定套筒上，另一方面连接轴通过螺栓固定在固定盘上，轮轴固定套筒的另一端固定在车轮的轮辋固定螺栓上，轴承固定到连接轴上，振动信号采集器安装在轴承上，固定盘、轴承、连接轴均与车轮同轴心，传声器固定结构件固定在连接杆件下部的连接板上，其上固定有传声器。本发明的优点在于：结构紧凑、简单、安装方便、适用性广、可靠性强、功能可拓展性强。

说明书

【技术领域】

本发明是一种测量装置，具体的说是关于轮胎速度、近场噪声测量装置。

【背景技术】

轮胎噪声在整车噪声中占有很大比例，它仅次于发动机噪声。在干燥路面上高速行驶时轮胎噪声往往要超过发动机噪声成为整车噪声的主要噪声。随着人们生活水平的不断提高，对环境噪声、车辆的乘坐舒适性也提出了更多的要求。这迫使轮胎厂商在设计轮胎时，除了满足常规的使用性能外，还要考虑到其振动噪声特性，尽量使轮胎振动噪声处于一个较低的水平。

轮胎噪声测试试验从测试点与轮胎之间的距离上来分：有近场测试和远场测试试验。进行室外的实车车外轮胎近场噪声测试及噪声源识别，必须将噪声采集设备安装到轮胎的附近，以采集轮胎在行驶过程中的噪声信号。因为车辆在实际行驶过程中，车轮高速旋转，外部环境恶劣，如何将采集设备可靠、安全的固定在轮胎附近，而不会受到意外的损坏，对我们来说是一个很大的挑战。

从目前国内、外所拥有的测试设备来看，在国外，虽然有用于测量轮胎近场噪声的装置及轮速测量装置，但还没有一种既可测量轮胎噪声又可测量轮胎转速的装置，同时还存在价格昂贵、安装复杂、维护不便、拓展性差、改装困难等缺点；在国内，目前还没有专门用于轮胎近场测量的安装装置，虽然有轮速测量的产品，但基本上都是测量制动轮毂处的速度，存在需要对车辆进行一定程度的改造、安装不便、制造复杂、维护困难、价格昂贵等缺点，因为轮胎规格的不同会导致所匹配车型不同，如何设计一种既安装简便，又可适用于各种车型的安装装置是研究工作中的一个首要问题。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于提供一种轮胎转速及近场噪声测量装置，解决了车外轮胎的近场噪声测量装置的安装问题，并提供了轮胎转速的测量，从而为分析、研究车外轮胎近场噪声成分提供了更多的分析手段。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种轮胎转速及近场噪声测量装置，包括关节轴承、车身固定板、连接杆件、固定盘、轮轴固定套筒、轴承、连接轴、传声器固定结构件，所述关节轴承一端焊接在车身固定板上，另一端具有一圆孔，所述车身固定板固定在车身上，所述连接杆件分为上下两个部分，上部为圆管，下部为连接板，两者通过螺纹连接，上部的圆管穿过关节轴承的圆孔，下部的连接板固定到轴承上，所述固定盘一方面通过螺栓固定在轮轴固定套筒上，另一方面连接轴通过螺栓固定在固定盘上，轮轴固定套筒与连接轴分别位于固定盘的相对两侧，轮轴固定套筒的另一端固定在车轮的轮辋固定螺栓上，所述轴承配合到连接轴上，振动信号采集器安装在轴承上，所述固定盘、轴承、连接轴均与车轮同轴心，所述传声器固定结构件固定在连接杆件下部的连接板上，其上固定有传声器。

还包括光电传感器固定板以及齿圈感应盘，所述光电传感器固定板以及齿圈感应盘固定在所述轴承上，所述齿圈感应盘与车轮同轴心，光电转速传感器固定在光电传感器固定板上。

所述连接轴外圈呈阶梯结构，其前端和后端均有外螺纹，所述光电传感器固定板整体呈“L”型，光电传感器固定板的后板两侧开设有两个缺口，顶端开设有复数个用来固定光电转速传感器的小孔，光电传感器固定板的后板穿过连接板上的槽后扣在连接板的后方，使用螺拴将光电传感器固定板的后板以及轴承固定在连接板，使用一个螺母旋入连接轴后将齿圈感应盘套在连接轴上，然后再使用一个螺母旋入连接轴，将齿圈感应盘固定在连接轴上，所述固定盘、轴承、连接轴、齿圈感应盘均与车轮同轴心。

所述连接轴上安装一转速编码器。

所述固定盘延周向开设有至少三个长方形斜槽，所述斜槽的轴线绕过斜槽的起始端的固定盘的轴线逆时针旋转一定的锐角，所述轮轴固定套筒包括外衬套以及内衬套，所述外衬套是一个空心的套筒，在后部有内螺纹，所述内衬套的后部有外螺纹，前端为沿圆周一圈的且等距的6个向外扩张的爪子，所述爪子主视成锥形，内衬套中心自前至后钻有螺纹孔，连接时，所述内衬套从外衬套前端的开口进入，内衬套后部的外螺纹与内衬套后部的外螺纹旋在一起，6个向外扩张的爪子进入外衬套的空心内，且爪子的外侧被外衬套的外壳压迫；

一螺栓穿过固定盘上的斜槽后旋入固定套筒的内衬套中心的螺纹孔，该螺栓穿出固定套筒的部分使用一螺母旋入。

所述斜槽的轴线绕过斜槽的起始端的固定盘的轴线逆时针旋转18度。

车身固定板与车身之间的固定采用强磁吸附或者吸盘吸附。

本发明轮胎转速及近场噪声测量装置的优点在于：结构紧凑、简单、安装方便、适用性广、可靠性强、功能可拓展性强、制造成本低，在测量轮胎转速的同时又可测量轮胎的近场噪声信号的难题，可适用于各种车型。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。

图1是本发明轮胎转速及近场噪声测量装置的侧视图。

图2是本发明轮胎转速及近场噪声测量装置的主视图。

图3是本发明轮胎转速及近场噪声测量装置的连接杆件主视图。

图4是本发明轮胎转速及近场噪声测量装置的固定盘的主视图。

图5A和图5B分别是轮胎转速及近场噪声测量装置的轮轴固定套筒的外衬套、内衬套侧视图。

图5C是图5B的A相视图。

图5D是轮轴固定套筒的内衬套的爪子的主视图。

图6A和图6D分别是轮胎转速及近场噪声测量装置的光电传感器固定板的后视图和俯视图。

图7是轮胎转速及近场噪声测量装置的连接轴的侧视图。

图8是轮胎转速及近场噪声测量装置的传声器固定结构件的主视图。

【具体实施方式】

请同时参阅图1和图2，本发明的轮速及近场噪声测量装置包括了：关节轴承1、车身固定板2、连接杆件3、固定盘4、轮轴固定套筒5、光电传感器固定板6、轴承7、连接轴8、齿圈感应盘9、传声器固定结构件10。

所述关节轴承1一端焊接在车身固定板2上，另一端具有一圆孔(图未视)。

所述车身固定板2采用强力磁铁或者吸盘，与车身之间的固定采用强磁或吸盘吸附，具有安装方便、可靠性强的特点。

请同时参阅图3，所述连接杆件3分为上下两个部分，上部为圆管32，下部为连接板34，两者通过螺纹连接，上部的圆管32穿过关节轴承1的圆孔，可限制位于下部所有的组件的周向旋转自由度，当车身与轮胎之间产生相当位移时，连接杆件3上部的圆管32可在关节轴承1中自由上下运动，连接板34上开设复数个通孔(未标示)，连接板34用螺丝锁固的方式固定到轴承7的后端，并为传声器固定结构件10提供固定位置。关节轴承1保证连接杆件3在垂直方向上(Z)的自由运动，并保证连接杆件3在X、Y方向上的自由转动。

请同时参阅图4，所述固定盘4起到一个连接、固定的作用，固定盘4的一方面通过螺栓固定在轮轴固定套筒5上，另一方面连接轴8通过螺栓固定在固定盘4上。所述轮轴固定套筒5与连接轴8分别位于固定盘4的相对两侧。固定盘4延周向开设有至少三个长方形斜槽42，所述斜槽42的轴线绕过斜槽42的起始端的固定盘4的轴线逆时针旋转一定的锐角，本实施例中，该锐角为18度。所述斜槽42的作用一方面保证能匹配不同车轴类型(如四轴、五轴等)，而且还可保证其中心与车轮中心的同心度，使得外接装置在高速旋转时不会由于偏心发生异常的振动，从而保证了整个装置在高速旋转下的可靠性。

请同时参阅图5A至图5D，所述轮轴固定套筒5包括外衬套52以及内衬套54。所述外衬套52是一个空心的套筒，在后部有内螺纹522。所述内衬套54的后部有外螺纹542，前端为沿圆周一圈的且等距的6个向外扩张的爪子544，所述爪子544主视成锥形，内衬套54中心自前至后钻有螺纹孔546。连接时，所述内衬套54从外衬套52前端的开口进入，内衬套54后部的外螺纹542与内衬套54后部的外螺纹542旋在一起，6个向外扩张的爪子544的一部分进入外衬套52的空心内，且爪子544的外侧被外衬套52的外壳压迫。使用时，该轮轴固定套筒5的爪子544包裹住轮胎车轴上的螺母，爪子544就不会发生周向转动了，这时转动外衬套52，由于螺纹的作用，爪子544就被外衬套52越收越紧，直至锁紧车轴螺母。

请同时参阅图6A及图6B，所述光电传感器固定板6用于固定光电转速传感器，光电传感器固定板6整体呈“L”型，光电传感器固定板6的后板两侧开设有两个缺口(图未标示)，顶端开设有复数个用来固定光电转速传感器的小孔(图未标示)。

所述轴承7是将连接轴8与连接杆件3组装到一起，所述轴承7固定到连接轴8上，所述连接杆件3的连接板34固定到轴承7上，所述光电传感器固定板6以及齿圈感应盘9固定在轴承7上。

所述连接轴8外圈呈阶梯结构，其前端和后端均有外螺纹(图未标示)。

请参阅图8，所述传声器固定结构件10上开设有复数个槽(图未标示)，传声器固定结构件10固定在连接杆件3下部的连接板34上，主要用于固定传声器，其垂直方向(Z)的高度可根据需要进行上下调整，传声器之间的距离也可根据轮胎尺寸的不同来进行调整。

振动信号采集器(图未示)既可安装在光电传感器固定板6也可安装在轴承7上，或者直接装在连接杆件3下部的连接板34上，连接轴8主要起到承载与可拓展性的作用，可通过在其上安装不同类型的装置来实现功能的扩展；齿圈感应盘9与光电传感器结合使用可测量轮速(轮胎的即时速度)，可通过改变齿圈感应盘9周向的齿数来达到所需的测量精度，亦可通过在连接轴8上安装一个转速编码器来替代齿圈感应盘9，此时光电传感器固定板6和齿圈感应盘9便可省去。

本发明轮胎转速及近场噪声测量装置的安装步骤包括：

1、首先将轴承7固定到连接轴8上；再依次将连接杆件3、光电传感器固定板6、齿圈感应盘9组装到轴承7上；具体固定方式如下：轴承7与连接轴8之间是过盈配合，连接轴8依次穿过轴承7以及连接杆件3下部的连接板34，光电传感器固定板6的后板穿过连接板34上的槽后扣在连接板34的后方，使用螺拴将光电传感器固定板6的后板以及轴承7固定在连接板34，使用一个螺母旋入连接轴8后将齿圈感应盘9套在连接轴8上，然后再使用一个螺母旋入连接轴8，从而将齿圈感应盘9固定在连接轴8上。所述固定盘4、轴承7、连接轴8、齿圈感应盘9均与车轮同轴心；

2、将连接轴8紧固在固定盘4上，具体为，将连接轴8后端穿过固定盘4中心的孔，然后使用一螺母旋在连接轴8后端的螺纹上；

3、将固定套筒5紧固到车轮的螺母上，具体为，将固定套筒5的爪子544包裹住轮胎车轴上的螺母；

4、用螺栓将固定盘4紧固到固定套筒5上，具体为：使用一螺栓穿过固定盘4上的斜槽42后旋入固定套筒5的内衬套54中心的螺纹孔546，然后使用一螺母旋入螺栓的前端；

5、将车身固定板2吸附到车身；

6、旋下连接杆件3上部的圆管32，穿过关节轴承1的圆孔后，再与下部连接板34拧紧；

7、安装传声器固定结构件10到连接杆件3下部的连接板34上，并根据需要调整传声器的安装高度与传声器之间的间距。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。